发酵工程技术
发酵工程知识点总结归纳
发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前，最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展，发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域，对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应，产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程，包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节，培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等，针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂，可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用，可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤，使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备，包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物，以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等，用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数，以保证微生物的生长和产物的产生。
发酵工程知识点总结新高考
发酵工程知识点总结新高考发酵工程是一门广泛应用于食品、饮料、制药等众多领域的科学技术。
在新高考中，发酵工程相关知识点也是一个重要的考点。
下面我们来总结一下关于发酵工程的一些知识点。
首先，我们来了解一下什么是发酵。
发酵是一种微生物代谢过程，通过微生物的作用，将有机物转化成其他物质的过程。
在发酵过程中，微生物可以分解有机物，产生热能和气体，并产生新的有机物或无机物。
而发酵工程就是利用微生物进行发酵生产的工程化应用。
发酵工程的核心技术包括发酵菌种培养技术、发酵过程控制技术和发酵产物提取技术。
首先是发酵菌种培养技术，这是确保发酵过程顺利进行的关键。
培养好的菌种可以保证在发酵过程中充分利用底物，达到更好的发酵效果。
常用的菌种培养方法有液体培养和固体培养。
其次是发酵过程控制技术。
发酵过程中需要严格控制温度、pH值、营养物质浓度等参数，以保证菌种生长和代谢正常进行。
此外，还需要根据菌种的特性和产物的需要，进行适当的气体控制和搅拌控制。
发酵过程的控制技术对发酵产物的质量和产量起到至关重要的影响。
最后是发酵产物提取技术。
发酵产物的提取过程可以分为初步提取和精细提取两个阶段。
初步提取主要是通过物理或化学方法将产物与培养基分离，得到初步的目标产物。
而精细提取则通过进一步的化学操作和分离纯化过程，得到纯度更高的目标产物。
合理的提取技术可以提高产物的纯度和提取率。
发酵工程中常用的设备包括发酵罐、气体控制系统、温控系统和搅拌系统等。
发酵罐是进行发酵反应的主要设备，可以按照不同的需求选择不同规格和类型的罐体。
气体控制系统可以控制发酵罐内的氧气和二氧化碳浓度，以满足菌种的需求。
温控系统可以保持发酵罐内的恒温状态，确保发酵过程的顺利进行。
搅拌系统则可以使发酵液充分混合，促进物质的传递和反应。
除了发酵工程的核心技术和设备，我们还需要了解一些与发酵工程相关的其他知识点。
例如，发酵过程中常见的污染微生物有哪些，如何防止和控制发酵过程的污染。
高三生物第一轮复习：第44讲 传统发酵技术的应用与发酵工程课件
例1.腐乳以其独特的工艺、细腻的品质、丰富的营养、可口的风味而深 受广大群众的喜爱，被西方誉为东方奶酪。腐乳制作主要步骤如下：
晾制豆腐块 → 接种 → 前期发酵 → 装瓶 → 腌制 → 配制卤汤 → 装瓶，后期发酵
→ 腐乳
(1)在腐乳制作过程中需接种菌种，这些菌种中起主要作用的是毛霉菌(属
于真菌)，与细菌相比主要差异是___C_____。
瓶盖
1/3 18～30
发酵瓶口
30～35
拧松
一层纱布 7～8
2.传统发酵食品的制作 (3)果酒与果醋制作流程
CO2
【例3】葡萄发酵可产生葡萄酒，甲、乙、丙 三位同学将葡萄榨成汁后分别装入相应的发 酵瓶中，在温度等适宜的条件下进行发酵， 如图所示。请回答下列问题：
(1)利用葡萄制作葡萄酒的过程中，发挥作用的微生物是_酵__母___菌__。该微生物 可通过无氧呼吸分解葡萄糖，产生的终产物是___酒__精___和__C_O__2___。 (2) 甲 和 丙 同 学 的 实 验 操 作 都 存 在 错 误 ， 其 中 甲 同 学 的 错 误 是 _未__夹__住__发___酵__瓶__的__充___气__管___ ， 导 致 发 酵 中 出 现 的 主 要 异 常 现 象 有 _发__酵__液__从___充__气__管__流___出__、发酵液中酒精含量_少___、发酵液还可能变酸。丙同学 的错误是瓶中发酵液过多，淹没了排气管在瓶内的管口 ，导致发酵中出现的 主要异常现象是_排__气__时___，__发__酵__液___会__从__排__气___管__中__流__出___。
（2023·浙江）小曲白酒清香纯正，以大米、大麦、小麦等为原料，以小曲 为发酵剂酿造而成。小曲中所含的微生物主要有好氧型微生物霉菌、兼性厌 氧型微生物酵母菌，还有乳酸菌、醋酸菌等细菌。酿酒的原理主要是酵母菌 在无氧条件下利用葡萄糖发酵产生酒精。传统酿造工艺流程如图所示。
发酵工程及其应用
《第1章发酵工程》第3节发酵工程及其应用必会知识考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一发酵工程的基本环节1．发酵工程是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。
发酵工程一般包括菌种的选育，扩大培养，培养基的配制、灭菌，接种，发酵，产品的分离、提纯等方面。
2．选育菌种(1)常用菌种：主要是细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等。
(2)菌种特点：①对周围环境的温度、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力。
②有极强的消化能力。
③有极强的繁殖能力。
(3)菌种来源：①从自然界中筛选出优良菌种。
②利用诱变育种筛选出符合生产要求的优良菌种。
③利用基因工程、细胞工程的方法对菌种的遗传特性进行定向改造，构建出能生产相应产品的菌种。
3．扩大培养：工业发酵罐的体积很大，接入的菌种总体积也较大，在进行接种前，要对菌种进行扩大培养。
(1)目的：增加菌种的数量，缩短生产周期。
(2)方法：将培养到生长速度最快时期的菌体分开，再进行培养。
4．配制培养基(1)类型：发酵工程一般使用液体培养基。
(2)要求：①根据菌种的代谢类型，选择不同的材料配制培养基。
②培养基应满足微生物在碳源、氮源、生长因子、水、无机盐等方面的营养要求，并为微生物提供适宜的pH，以利于产物的合成。
③应尽量降低生产成本，以得到更高的经济效益。
5．灭菌和接种：发酵工程中所用的菌种大多是单一菌种。
一旦有杂菌污染，可能导致产量大大下降。
因此，培养基和发酵设备必须经过严格的灭菌，接种过程中要注意防止杂菌污染。
6．发酵罐内发酵—发酵工程的中心环节7．分离、提纯产物，获得发酵产品发酵产品分离、提纯方法必会知识二发酵工程的应用1．在食品工业上的应用(1)生产传统的发酵产品①以大豆为主要原料，利用产生蛋白酶的霉菌(如黑曲霉)，将原料中的蛋白质水解成小分子的肽和氨基酸，然后经淋洗、调制成的酱油产品：②以谷物或水果等为原料，利用酿酒酵母发酵生产的各种酒类。
发酵工程研究进展
发酵工程研究进展1.发酵工程技术的发展趋势与方向发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。
它包括厌氧发酵的生产过程（如酒精、乳酸、丙酮丁醇等）和有氧发酵的生产过程（如氨基酸、柠檬酸、抗生素等）。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一，产品也很多，以传统食品来说，东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等，西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。
这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验，在没有亲眼看到微生物的情况下，巧妙地利用微生物生产的产品。
1.1发酵工程技术的发展发酵技术的发展经历了如下几个阶段：(1)自然发酵阶段：这个阶段为从史前到19世纪末，主要特征为人类利用自然接种的方法进行传统酿造食品的生产。
(2)纯培养厌氧发酵技术的建立：这个阶段始于19世纪末，20世纪初，主要特征为人类在显微镜的帮助下，把单一的微生物进行纯培养，在密闭容器中进行厌氧发酵生产酒精等工业产品。
(3)通气搅拌发酵技术的建立：这个阶段始于20世纪40年代，其技术特征为，成功地建立起深层通气进行微生物发酵的一整套技术，有效地控制了微生物有氧发酵的通气量、温度、pH和营养物质的供给，使得抗生素、柠檬酸、酶制剂等好氧发酵产品的生产成为可能，是现代发酵工业的开端。
(4)代谢调控发酵技术的建立：这个阶段始于20世纪60年代，其技术特征为，以生物化学和遗传学为基础，研究代谢产物的生物合成途径和代谢调节机制，选择巧妙的技术路线，人为地控制目的代谢产物的大量合成，从而得到所需产品。
(5)现代发酵工程技术的建立：这个阶段始于20世纪70年代，其主要技术特征表现在如下几个方面：①原生质体融合技术、基因工程技术的发展和在微生物菌种选育方面的应用，为发酵工程技术带来了方法上、手段上的重大变化和革命。
②计算机控制发酵技术，固定化细胞技术，发酵工程优化控制技术，先进的提取、分离、纯化技术以及现代化的发酵与提取设备的应用，使发酵工业得到了迅速的发展，并展现了广阔的前景。
发酵工程知识点总结
发酵工程知识点总结一、发酵工程的基本概念发酵工程是利用微生物、酶等生物体对有机物进行代谢的技术和工艺。
通过对微生物的培养、发酵过程的调控和产物的提取等一系列工艺步骤，实现对特定有机物的高效生产。
发酵工程是一门综合国家的学科，涉及生物学、化学工程、微生物学、工艺学等多个学科的知识。
二、发酵工程的发展历史发酵工程的起源可以追溯到几千年前，人类早在古代就已经开始利用自然界中的微生物进行发酵生产，如制酒、酿酒、发酵豆腐等工艺。
随着科学技术的发展，特别是现代微生物学、生物技术和生物化工技术的兴起，发酵工程逐渐成为一门独立的学科，并得到了迅速的发展。
三、发酵工程的基本原理发酵过程是一种微生物或酶对有机物进行代谢的过程。
微生物在合适的温度、pH值、氧气供应等条件下，利用有机物作为碳源进行代谢，产生新的有机化合物。
该过程分为静态发酵和动态发酵两种方式。
在发酵工程中，需要控制好微生物的生长条件，确保发酵产物的质量和产量。
四、发酵工程的主要微生物种类发酵工程中常用的微生物包括细菌、真菌、酵母等。
常见的细菌有大肠杆菌、乳酸菌等，真菌有曲霉、酵母菌等。
不同的微生物对有机物的代谢方式有所差异，因此在不同的发酵工程中需要选择合适的微生物种类。
五、发酵工程的工艺流程发酵工程的工艺流程主要包括微生物的培养、发酵过程的控制和产物的提取三个阶段。
微生物的培养是指通过预处理、接种和发酵基质制备等步骤，使得微生物得到最佳的生长繁殖条件。
发酵过程的控制是指通过对温度、pH值、氧气供应等因素的调控，使得微生物产生出期望的产物。
产物的提取则是指将发酵产物从培养基中分离出来，并经过精制处理得到最终的产品。
六、发酵工程中的发酵罐发酵罐是发酵工程中最为重要的设备之一，它是用来进行微生物培养和发酵过程控制的容器。
根据不同的发酵工艺要求，发酵罐可以分为批次式发酵罐、连续式发酵罐等多种类型。
在发酵罐中，需要控制好温度、pH值、氧气供应等因素，以确保微生物的生长和代谢过程。
发酵工程原理与技术课件
•发酵工程原理与技术
•44
特殊变异菌的筛选方法
营养缺陷型突变株 抗阻遏和抗反馈突变型 组成型突变株 抗（敏感）性突变株
•发酵工程原理与技术
•47
高丝氨酸缺陷菌生产赖氨酸
必需氨基酸 食品、医药、畜牧业需要量很大 但在代谢过程中，一方面赖氨酸对天冬氨酸激酶有反馈抑制， 另一方面还同时生成苏氨酸和甲硫氨酸，使赖氨酸不能在细 胞内累积 高丝氨酸缺陷菌（不能合成高丝氨酸脱氢酶，补充适量高丝 氨酸）则合成大量赖氨酸
2
3
2
1
3 2
对照(HC0 =HC1+ HC2 + HC3) 诱变
3
•发酵工程原理与技术
( HC1＞ HC0 能力增强)
( HC2＜ HC0 能力减弱) ( HC3= HC0 能力不变)•42
•发酵工程原理与技术
•43
诱变后的突变株会继续变异，低单位菌株在传代过程 中往往占优势，因此复筛中常常出现产量高低不稳的状态， 必须进行自然分离—诱变育种和杂交育种必须环节。
•发酵工程原理与技术
•21
自然选育
自然选育：利用菌种自然突变(Spontaneous Mutation)进 行菌种筛选的过程。 自然突变：微生物在没有人工参与下所发生的突变。 引起自然突变两个原因：多因素低剂量的诱变效应和互变 异构效应。
•发酵工程原理与技术
前进
•22
自然突变
多因素低剂量诱变效应：自然突变实质上是由一些原 因不详的低剂量诱变因素引起的长期综合效应，如宇宙 空间各种短波辐射、自然界中普遍存在的一些低浓度诱 变物质以及微生物自身代谢活动中所产生的一些诱变物 质(如H2O2)的作用等。
新一代发酵工程技术
在基础理论部分，目录详细介绍了发酵工程的基本原理、菌种选育、发酵工 艺控制以及产物提取等核心内容。这些章节为读者打下坚实的理论基础，为后续 的技术应用和前沿进展提供了支撑。基础理论部分的目录还注重理论与实践的结 合，通过实例和案例分析，使读者更好地理解和掌握发酵工程的基本概念和方法。
在技术应用部分，目录涵盖了发酵工程在食品、能源、医药、农业等多个领 域的应用。每一章都针对一个具体的应用领域进行深入探讨，详细介绍了发酵工 程在该领域的最新技术和成果。通过这一部分的阅读，读者可以全面了解发酵工 程技术在各个领域的实际应用情况，为他们在相关领域的研究和工作提供有价值 的参考。
最后是前沿进展部分，这一部分的目录着重介绍了发酵工程领域最新的科研 成果和技术发展趋势。通过阅读这一部分，读者可以紧跟科技发展的步伐，了解 发酵工程技术的最新动态。这一部分还收录了一些展望性的文章，对未来发酵工 程技术的发展趋势进行了预测和探讨。
《新一代发酵工程技术》这本书的目录结构合理、层次分明，既有利于读者 系统地学习发酵工程的理论知识，也有利于他们了解和掌握该领域的技术应用和 前沿进展。这样的目录设计不仅为读者提供了全面的学习资源，还有助于激发他 们对发酵工程技术的兴趣和热情。
值得一提的是，书中还以未来食品涉及的发酵技术为例，对新一代发酵工程 技术的发展现状进行了深入剖析。这让我深刻感受到，发酵工程技术不仅是一门 科学，更是一种对未来生活方式的探索和塑造。
读完这本书，我对发酵工程技术的认识有了质的飞跃。它不仅让我了解到这 一领域的最新研究成果，更激发了我对未来科技发展的无限想象。面对新一代发 酵工程技术的发展，我们面临的既是任务也是挑战。如何更好地应用这些技术， 以满足人类对食品、燃料和其他生物产品的需求，同时减少对环境的影响，是我 们这一代人需要认真思考和努力解决的问题。
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发酵工程技术
概述
发酵工程技术是指利用微生物代谢产物进行工业生产的一种技术。
发酵工程技术在食品、医药、能源等领域都有广泛的应用。
本文将对发酵工程技术进行全面、详细、完整、深入地探讨。
发酵工艺
发酵定义
发酵是一种利用微生物的生物化学代谢过程，通过氧化还原作用转化有机物质的过程。
发酵可以分为自然发酵和人工发酵两种形式。
在发酵过程中，微生物将底物转化为产物，产物常常具有商业价值。
发酵工艺参数
发酵过程中有许多重要的工艺参数需要控制，以确保产物质量和产量达到预期。
以下是一些常见的发酵工艺参数：
1.温度：不同微生物有不同的最适生长温度，控制温度可以提高发酵反应速率。
2.pH值：微生物对于不同的pH值有不同的适应性，控制pH值可以影响酶的
活性和细胞代谢。
3.氧气供应：某些微生物需要氧气进行代谢，控制氧气供应可以提高产物产量。
4.底物浓度：适宜的底物浓度可以提高酶的活性和微生物的生长速率。
5.搅拌速度：搅拌可以保持发酵液中的均一性，并促进氧气和底物的传递。
发酵工艺流程
发酵工艺通常包括以下几个阶段：
1.发酵接种：将优良的微生物接种到培养基中，以快速启动发酵过程。
2.培养基制备：根据微生物的要求制备适宜的培养基，包括碳源、氮源、矿物
质等。
3.发酵过程：控制好发酵工艺参数，进行发酵反应，产生目标产物。
4.产物提取和纯化：通过物理和化学方法将目标产物从发酵液中提取出来，并
进行纯化和浓缩。
5.产品包装和贮存：将产物进行包装，并进行适当的贮存条件，以保证产品质
量。
发酵在食品工业中的应用
酒精发酵
酒精发酵是最早被人类应用的发酵技术之一。
通过将糖类物质（如葡萄汁、麦芽等）经过酵母菌的作用转化为酒精和二氧化碳。
酒精发酵在酿酒工业和食品添加剂中有广泛的应用。
味精生产
味精是一种常用的调味品，它是通过对大豆蛋白进行发酵产生的。
通过将大豆蛋白水解为氨基酸，然后利用微生物的代谢产物转化为味精。
酸奶生产
酸奶是一种通过乳酸菌发酵牛奶或其他乳制品制成的食品。
乳酸菌通过对乳糖的发酵作用产生乳酸，使牛奶呈现出酸性，并且增加了食品的口感和保质期。
发酵在医药工业中的应用
青霉素生产
青霉素是一种广泛应用于临床的抗生素。
青霉素的生产利用了青霉菌的代谢产物。
在发酵过程中，青霉菌通过对底物的发酵作用产生青霉素。
乳酸菌制剂
乳酸菌制剂是一种常见的益生菌产品，可以改善肠道菌群，增强免疫力。
乳酸菌制剂的生产则是通过对乳酸菌进行发酵培养，然后将其制成粉剂或胶囊等形式。
发酵在能源工业中的应用
生物燃料生产
生物燃料是一种可再生能源，可以替代传统的化石燃料。
生物燃料的生产利用了微生物对底物的发酵作用，将底物转化为生物燃料，如乙醇、生物柴油等。
生物氢气生产
生物氢气是一种具有潜力的清洁能源。
通过微生物的发酵代谢，可以将底物转化为氢气，以供能源使用。
总结
发酵工程技术在食品、医药、能源等领域都起着重要的作用。
通过控制好发酵工艺参数，利用微生物的生物化学代谢，可以高效地生产出许多有价值的化合物。
未来，发酵工程技术将会进一步发展，为各行各业带来更多的机遇和挑战。
References: [1] 王明达, 黄辉, 徐磊. 乳制品发酵工艺技术[M]. 北京: 中国轻
工业出版社, 2016. [2] 李阿伟. 发酵工艺学[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2020.。